Силовой привод артиллерийских установок

Лекция №2 3. СИЛОВОЙ ПРИВОД АРТИЛЛЕРИЙСКИХ УСТАНОВОК 3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИЛОВЫХ ПРИВОДАХ Силовой привод используется на подвижных артиллерийских установках и состоит из усилителя мощности, двигателя и редуктора. Усилитель мощности интенсифицирует управляющий сигнал до величины, достаточной для работы исполнительного двигателя. Двигатель через редуктор осуществляет поворот оружия на подвижной артиллерийской установке по одному каналу наводки. Он должен обеспечивать непрерывное отслеживание оружия за прицелом в условиях переменной угловой скорости линии цели, которая в процессе атаки цели может изменяться в широких пределах. Кроме того, привод должен давать возможность осуществлять достаточно быструю переброску оружия из одного положения в другое после обнаружения цели. Таким образом, силовой привод ААУ работает преимущественно в условиях переходного, неустановившегося режима, т.е. для него переходный режим является основным. Для этого, в свою очередь, требуется обеспечить широкий диапазон непрерывного регулирования скорости привода. Другой особенностью работы силового привода подвижной артиллерийской установки является непостоянство внешних усилий, преодолеваемых приводом. При этом во всех случаях необходимо, чтобы скорость движения оружия мало зависела от величины и направления внешних усилий. Кроме того, для точного слежения оружия за целью необходимо, чтобы силовой привод был достаточно быстродействующим. Агрегаты привода подвергаются воздействию сильных вибраций, связанных со стрельбой. Однако и в таких тяжелых условиях привод должен обеспечивать надежное действие и сохранение основных характеристик, т.е. должен обладать достаточной вибропрочностью и виброустойчивостью. Силовой привод работает в составе следящего привода. Поэтому управление силовым приводом должно осуществляться сигналами небольшой мощности и привод должен обеспечивать простое реверсирование (изменение направления) движения оружия без каких-либо специальных операций со стороны стрелка. К силовому приводу артиллерийских установок предъявляется ряд требований, наиболее важными из которых являются следующие: 1 - привод должен быть усилителем мощности, только в этом случае управление оружием может быть осуществлено незначительными усилиями, прилагаемыми к органам управления; - привод должен обеспечивать изменение направления вращения (реверс) оружия, и плавное изменение скорости его вращения от максимальной до минимальной (отношение этих пределов называется диапазоном регулирования); - привод должен быть быстродействующим, время его разгона от нулевой до максимальной скорости вращения не должно превышать 0.1-0,2 с; - привод не должен реагировать на изменение внешних нагрузок, т.е. он должен иметь жесткую механическую характеристику; - привод должен надежно работать в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды и в условиях вибраций. 3.1.1 Электрический силовой привод Рисунок 3.1 - Электрический силовой привод В качестве исполнительного элемента в этом приводе используется двигатель постоянного тока М с обмоткой возбуждения ω, Этот двигатель вращает артиллерийскую установку В привод входит также генератор постоянного тока Г с обмоткой управления ωr и двигатель постоянного тока М1, с обмоткой возбуждения ω. Этот двигатель имеет постоянное число оборотов вращения и вращает якорь генератора Г. Конструктивно двигатель М1, и генератор выполнены на одном валу и размещаются в одном корпусе. Управление работой силового привода осуществляется путем изменения 2 величин и знака управляющего напряжения Vу, которое подводится от какого-либо источника к обмотке возбуждения генератора. Если напряжение Vy =0, то на выходе генератора напряжение Va также равно нулю. Если Vy отлично от нуля, то генератор будет вырабатывать напряжение К которое подводится к двигателю М. Установка приходит в движение. Скорость движения установки возрастает по мере увеличения управляющего напряжения. Генератор имеет большой коэффициент усиления сигнала по мощности. Поэтому даже небольшого управляющего сигнала достаточно для вращения установки. Для изменения направления вращения артиллерийской установки необходимо изменить знак (полярность) управляющего сигнала Uy на обмотке возбуждения генератора Г. (Ту-16 - артиллерийская установка БАЗД - два генератора с одним двигателем) 3.1.2 Гидравлический силовой привод Принцип действия гидравлического силового привода удобно рассмотреть на примере привода с дроссельным регулированием (рис. 3.2). Рисунок 3.2 - Гидравлический силовой привод с дроссельным регулированием В его состав входят гидравлический аккумулятор 1, дроссельный регулятор 2, гидродвигатель 3, который приводит во вращение артиллерийскую установку, и гидробачок 4. В гидроаккумуляторе 1 поддерживается постоянное давление жидкости Р. По трубопроводу эта жидкость поступает к дроссельному регулятору 2, который имеет поворотную заслонку (золотник). Два вертикальных канала регулятора связаны трубопроводом с гидравлическим двигателем, правый канал связан с гидробачком. В этом приводе скорость вращения гидромотора, а следовательно, и 3 артиллерийской установки регулируется путем изменения количества жидкости, подводимой к двигателю в единицу времени (расход жидкости). Расход жидкости определяется площадью проходного отверстия дроссельного регулятора, через который жидкость подводится к двигателю. В положении заслонки, указанном на рисунке, расход жидкости равен нулю. При отклонении заслонки от этого нейтрального положения расход жидкости увеличивается. При этом жидкость под давлением Р поступает по одному из трубопроводов через дроссельный регулятор к двигателю. Жидкость является носителем энергии, эта энергия передаётся гидродвигателю, который начинает вращаться. По второму трубопроводу жидкость отводится от гидродвигателя через дроссельный регулятор в сливной бачок, из бачка жидкость перегоняется насосом в аккумулятор. Для изменения направления вращения установки необходимо изменить направление движения жидкости в трубопроводах. Это осуществляется путем поворота заслонки (золотника) в противоположную от нейтрального положения сторону. Наибольшее распространение получили гидравлические приводы, где функцию регулятора выполняют гидравлические насосы (гидравлический силовой привод объемного регулирования). 3.1.3 Сравнительная оценка электрического и гидравлического приводов После изложения принципов устройства и работы электрического и гидравлического силовых приводов можно произвести сравнение их основных характеристик. Гидравлический привод обладает более широким диапазоном регулирования скорости (отношение максимальной и минимальной скорости вращения оружия). Жесткость механической характеристики у этих приводов практически совпадает. Жесткость характеристики гидропривода, в конечном счете, определяется характеристикой электродвигателя, вращающего насос. Гидравлическая часть несколько ухудшает характеристику за счет утечек и сжимаемости рабочей жидкости, а также упругой деформации трубопровода. С увеличением нагрузочного момента растет рабочий перепад давлений и увеличиваются утечки, что, в свою очередь, приводит к падению числа оборотов гидромотора. Однако в связи с большой величиной объемного КПД 4 у современных гидромашин этот эффект не играет существенной роли. Обе рассматриваемые системы привода обладают коэффициентом усиления по мощности, достаточным для привода установки. Однако здесь можно отметить следующие особенности. Электрический привод с двухкаскадным ЭМУ имеет сравнительно большой коэффициент усиления, равный 3000-5000, при этом привод может работать от маломощных электрических сигналов. Для однокаскадных ЭМУ коэффициент усиления по мощности равен 50-100. Коэффициент усиления гидропривода не превышает 500. Однако указанные максимальные значения этого коэффициента могут быть получены лишь при применении в составе гидропривода специального гидроусилителя для предварительного усиления по мощности сигналов. Таким образом, гидропривод требует дополнительных каскадов в следящем приводе и, следовательно, уступает электрическому по сложности структуры следящего привода. Гидравлический привод обладает высокой надежностью действия и малым весом на единицу мощности. При входной мощности равной 3-4 кВт вес на единицу мощности гидропривода в 2-2,5 раза меньше, чем электрического, что дает экономию массы для привода около 40 кг. С увеличением мощности преимущества гидравлического привода возрастают. Основными недостатками гидравлических приводов являются: - высокая точность изготовления и, следовательно, высокая стоимость; - возможность утечек и воспламенения рабочей жидкости; - необходимость близкого размещения гидронасосов и гидромоторов; - при низкой температуре они изменяют свои характеристики за счет изменения свойств рабочей жидкости; - сложные в эксплуатации. Электрические приводы просты в изготовлении, могут размещаться на значительном расстоянии от источников питания и не имеют существенных ограничений по требованиям эксплуатации, при их применении упрощается структура следящего привода. К числу недостатков электрических приводов можно отнести относительно большой вес привода и постоянные во времени, снижающие быстродействие привода. Таким образом, если в силовых приводах определяющими требованиями являются их быстродействие и мощность, то предпочтение следует отдать гидравлическому силовому приводу. 5 Если же определяющими являются простота эксплуатации и стоимость системы, то следует применять электрический силовой привод. 3.2 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕДУКТОРОВ УСТАНОВОК В системе управления современных установок АрВ имеется один или два силовых привода, обеспечивающих её движение в одной или двух плоскостях. Привод состоит из электрического или гидравлического двигателя, закреплённого на редукторе. В зависимости от компоновки, условий эксплуатации, применяются редукторы, в цепях которых используются цилиндрические, конические зубчатые колёса или червячные пары. Типовая схема привода приведена на рис. 3.3. Редуктор состоит из нескольких кинематических цепей: силовой и измерителей рассогласования. Силовая цепь редуктора включает систему зубчатых колёс соединяющих между собой вал двигателя (Д) с выходным валом (ВВ) установки. Цепь измерителей рассогласования включает систему зубчатых колёс между (ВВ) и роторами точного (ТС) и грубого сельсина (ГС). Наиболее часто в этих цепях для простоты изготовления применяются цилиндрические зубчатые колёса. Рисунок 3.3 - Типовая кинематическая схема редуктора 6 Вращение вала двигателя (Д) преобразуется в перемещение управляемого элемента, лафета или подвижной части установки. Положение выходного вала определяется положением роторов сельсинов (ТС и ГС). Передаточное отношение между ВВ и ТС составляет 1: 31, а между ВВ и ГС 1: 1, данные цепи служат для согласования положения установки с прицельной станцией соответственно при малых (до 3 градусов) и больших (более 3 градусов) углов рассогласования. К каждой из кинематических цепей предъявляются определённые требования, так как они по-разному влияют на параметры статической и динамической характеристик системы. Увеличение зазора или свободного хода в цепи ВВ – ТС приводит к увеличению статической ошибки рассогласования, а в цепи Д – ТС к увеличению длительности переходного процесса и возникновению автоколебаний. Поэтому зазор в цепях ВВ – ТС, Д – ТС строго регламентируется, и после сборки величина его контролируется. Уменьшение зазора в цепи ВВ – Д приводит к увеличению потерь на трение. Трение в силовой цепи увеличивает износ зубьев, увеличивается статистическая ошибка, а при малом управляющем сигнале нарушается плавность вращения. Одним из параметров, влияющим на кинематическую точность редуктора, является мертвый ход, или суммарная величина люфта. Величина мертвого хода зависит от допусков на: толщину зубьев; межосевого расстояния; эксцентриситета сопрягаемых колёс и радиальных зазоров в опорах; допуска на шаг между зубьями. Отсутствие люфтов приводит к заклиниванию системы, малая величина люфта увеличивает износ зубьев, опор и снижает КПД редуктора. Поэтому величина бокового зазора между зубьями должна быть оптимальной, чтобы обеспечить плавность хода и минимальную величину мертвого хода. Как правило, в силовых цепях редукторов зубчатые колёса изготавливают по 6…7 степеням точности, а в цепях измерителей рассогласования 5…6 степеней точности. Для сохранения точности механической передачи важное значение имеет жёсткость корпусных деталей. Корпуса редукторов имеют достаточно сложную конфигурацию и, как правило, изготавливаются литьём из сплавов АЛ–9, АЛ–19, ВАЛ–5 и др. Полученная литьём заготовка должна 7 максимально приближаться к форме готовой детали. При изготовлении корпусов редуктора наиболее распространенным способом является литье в песчаные формы, так как производство таких деталей мелкосерийное Механические свойства литейных сплавов следующие: АЛ – 9 имеет σв.=190…210 Н/мм2, АЛ – 19 σв =300…340 Н/мм2, заготовки из этих материалов подвергают термической обработке, т.е. закалке и искусственному старению. Корпус редуктора, как правило, состоит из двух частей: корпуса и крышки (рис. 3.4). Конструкция литых деталей должна иметь наиболее простую конфигурацию. Должна быть обеспечена минимальная толщина стенок и их равномерность, конструкция должна исключать применение дополнительных стержней затрудняющих извлечение модели из литейной формы после формовки смеси. Рисунок 3.4 - Детали корпуса редуктора: а) корпус, б) крышка корпуса редуктора Извлечение модели из формы не должно приводить к разрушению формовочной смеси выступающими элементами или за счет большого трения, для чего стенкам придаётся уклон по высоте. Для деталей, имеющих высоту до 25мм, применяется уклон 1/ 5, до 500 мм 1/10 или 1/ 20. Для получения высококачественных отливок отношение толщины стенок при переходе от одного сечения к другому должно быть не более 4 : 1. Выполнять переходы от одного сечения к другому галтелями (радиусом) для всех деталей при соотношении сопрягаемых толщин S  2h (рис. 3.5 а). S1 Необходимо устранять узкие или кольцевые углубления (см. рис. 3.5 б). Приливы, бобышки, кронштейны и другие выступающие части не должны мешать извлечению модели из формы. Имеющиеся на корпусе приливы надо располагать в одной плоскости (см. рис. 3.5 в, г). Бобышки, имеющиеся в конструкции редуктора, рекомендуется объединять в одну общую плоскость (см. рис. 3.5 д). Не рекомендуется при изготовлении литых корпусных деталей применять дополнительные разъёмы при формовке, так как при этом снижается точность размеров отливки и затрудняется применение формовочных машин. Перед механической обработкой детали подвергаются 8 рентгеноконтролю, для выявления микротрещин, усадочных раковин, рыхлот. Механическая обработка производится по плоскости разъёма на фрезерных станках. В дальнейшем эти поверхности используются как технологические базы для последующей обработки. Обработка отверстий под подшипники зубчатых колёс и поверхности крепления корпуса двигателя, сельсинов и тахогенератора производится на координатнорасточных станках. Расстояния между осями колёс выдерживаются с отклонением не более 0,01 мм, а отклонения от параллельности и перпендикулярности не превышают 5 угловых секунд. Чтобы обеспечить требуемую точность по соосности и перпендикулярности осей зубчатых колёс, обработка крышки и корпуса ведётся совместно. Предварительно обработанные по местам стыка крыша и корпус соединяются технологическими болтами и относительно друг друга координируются двумя штифтами, отверстия под которые сверлятся и разделываются совместно в корпусе и крышке. После механической обработки детали корпуса редуктора направляются в цех покрытий. Предварительно алюминиевые корпуса анодируются, а магниевые оксидируются и грунтуются тонким слоем грунта ГФ – 031, после чего покрываются одним или двумя слоями эмали марки ХВ – 18. Покрытию подвергаются все поверхности кроме посадочных мест, которые перед покраской защищают. Правильно Правильно Рисунок 3.5 – Примеры изготовления литых корпусных деталей 9 3.2.1 Технологические особенности сборки, регулировки и контроля редуктора. Сборка редукторов производится на специализированном рабочем месте, предотвращающем попадание внутрь различного вида загрязнений. Последовательность операций сборки зависит от конструкции редуктора. Основным параметром, который для большинства точных редукторов достигается регулировкой кинематической цепи, является межосевое расстояние. Зубчатые колёса редуктора будут работать с минимальным износом и потерями на трение, если межосевое расстояние выдержано в соответствии с предъявляемыми требованиями, и оси вращения параллельны друг другу. В точных кинематических цепях предусматривается регулировка межосевого расстояния Амц, которое определяется размером Ак между осями отверстий в корпусе редуктора (см. рис. 3.6) и величиной смещения осей относительно осей отверстий за счёт зазоров в подшипниковом узле. Смещение осей направлено в сторону увеличения Амц, поэтому звенья при расчёте должны суммироваться отдельно, как группа направленных зазоров Аiз. Обычно регулировка межосевых расстояний производится за счёт разворота подшипникового узла одного колеса вместе с эксцентриковой втулкой, в которую он посажен. Рисунок 3.6 - Схема распределения зазоров. Ам.ц. = Ак + ½ Σ Аi3 Для устранения излишнего бокового зазора  S, имеющегося при зацеплении двух колёс, требуется изменение Ам.ц., определяемого из выражения : S  Ам.ц.= 2 sin  10 Боковой монтажный зазор ΔS измеряется линейной величиной. В редукторах, имеющих несколько ступеней, компенсация бокового монтажного зазора может производиться только в том случае, когда оси вращения этих пар не лежат в одной плоскости (см. рис. 3.7). Очевидно, что регулировку зацепления трёх пар колёс 1, 2 и 3 можно провести за счёт перемещения оси второй пары, расположенной между 1 и 3 парами колёс. Параллельность осей, в этом случае, обеспечивается за счёт точности изготовления, и проверяется только по пятну контакта на боковых поверхностях зубьев. На рис. 3.8 показаны соответственно положения пятна контакта: правильное зацепление; увеличенное или уменьшенное значение Ам.ц. и неправильное положение осей ведущего и ведомого колёс. Качество зацепления конической пары определяется размерами, требуемой формой и расположением пятна контакта на рабочих поверхностях зубьев (рис. 3.8,3.9). На размер и характер пятна контакта влияет положение вершин производственных конусов конических колёс (рис. 3.10). Процесс регулировки заключается в осевом перемещении вершин конических колёс 1 и 2 (см. рис. 3.11) до момента совмещения производственных конусов . Рисунок 3.7 - Регулировка межосевого расстояния. Рисунок 3.8 – Пятно контакта в зацеплении цилиндрических колец 11 Рисунок 3.9 – Возможные случаи расположения пятна контакта при проверке цилиндрических колес Под нагрузкой Без нагрузки Рисунок 3.10 - Схема пятен контакта в зацеплении конических колес. а б Рисунок 3.11 - Процесс регулировки (а), элементы зацепления конической зубчатой передачи: δ — межосевой угол передачи; φ1. φ2 — углы начальных конусов; l — длина образующей начального конуса (б). 12 Необходимо иметь в виду, что при взаимном осевом перемещении конических зубчатых колес вместе с боковым зазором изменяются размеры и расположение суммарного пятна контакта в зацеплении зубьев. Рисунок 3.12. Схема контроля бокового зазора в зацеплении зубчатых колес Боковой зазор измеряют на расстоянии от оси вращения, равном радиусу делительной окружности колеса. Измерение производят либо с помощью пластин наборного щупа, либо при помощи индикаторных часов. При открытом доступе к зубьям колес ножка индикаторных часов прижимается непосредственно к зубу колеса (рис. 3.12 а). Другое колесо закрепляется неподвижно. Покачивая свободное колесо, измеряют с помощью индикаторных часов боковой зазор. Если доступ к зубу закрыт, применяются специальные приспособления – поводки, закрепляемые на валах зубчатых колес (рис. 3.12 б), или другие аналогичные приспособления. Для оценки величины бокового зазора в сопряжении других пар зубьев измерение производится не менее чем в четырех точках, равнорасположенных по окружности с поворотом зубчатых колес на 90°. Суммарное пятно контакта – часть активной боковой поверхности зуба колеса, на которой располагаются следы прилегания его к зубьям парного колеса после вращения передачи под рабочей нагрузкой (или в соответствии со специальными требованиями по нагрузке). Относительные размеры пятна контакта (рис. 3.13 а, б) устанавливаются в зависимости от степени точности передачи и при сборке определя-ются следующим образом: по длине (а─ с)/b×100%, по высоте hm / hp× 100%. 13 Контроль суммарного пятна контакта производят следующим образом: на поверхность зубьев колеса с меньшим числом зубьев z1 наносится тонкий слой специальной краски, после чего колесо поворачивается, а второе колесо z2 притормаживается; при полном обороте колеса z2 краска с колеса z1 переносится на поверхность всех зубьев колеса z2, образуя на них отпечаток, который затем измеряют. Рис. 3.13- Схема определения размеров суммарного пятна контакта Поэтому особое внимание при сборке уделяется регулировочным операциям. Обычно при регулировке трудно обеспечить необходимую величину бокового зазора с первого раза, так как сложно подобрать необходимую величину регулировочных элементов (кольца, прокладки). Процесс регулировки заключается в осевом перемещении конических колес 1 и 2 (рис. 3.11) до момента совмещения вершин производственных конусов. Положение колес соответствующее нулевой разношагости, достигается за счет регулировки. При смещении первого колеса от вершины конуса, а второго к вершине и соответственно при неподвижных втором и первом колесах, а также при их одновременном смещении в указанных направлениях пятно контакта смещается у первого колеса к ножке зуба, а у второго - к головке. Смещение пятна контакта объясняется появлением разношагости при осевых смещениях. При нулевой разношагости пятно контакта находится посередине боковой поверхности зуба. Конические зубчатые колеса имеют зуб переменной толщины, что усложняет их сборку. Она включает следующие работы: — установку и закрепление зубчатых колес на валах; — установку валов с зубчатыми колесами в корпусе; 14 — регулировку зубчатого зацепления с целью обеспечения требуемого зазора в передаче и плавности ее работы. При сборке передачи необходимо установить оба сцепляемых колеса в такое положение, при котором их начальные окружности соприкасаются в одной точке, а вершины конусов и образующие конусов совмещаются, что достигается регулировкой передачи. В этом случае начальные окружности колес соприкасаются, а зазор при проворачивании колес будет равен нормальному и одинаков по всей окружности. Качество сборки конической зубчатой передачи зависит от точности относительного расположения осей валов, точности изготовления и расположения зубчатых колес относительно друг друга, величин бокового и радиального зазоров, влияющих на условия контакта зубьев. Для получения правильного зацепления конических колес их оси должны быть расположены в одной плоскости. Выполнение этого условия зависит от точности расположения отверстий в корпусе механизма. При этом погрешности параметров поступающих на сборку колес не должны превышать допускаемых значений. Смещение осей вызывается их расположением в различных плоскостях. Расстояние δ между плоскостями, в которых расположены оси зубчатых колес, можно определить при помощи контрольных оправок, концы которых срезаны вдоль оси. Его определяют, измеряя щупом или специальным калибром расстояние между плоскими поверхностями Проверка степени прилегания зубьев колес. Зацепление конических колес контролируют при сборке по форме пятна контакта, обеспечивая тем самым правильность касания зубьев. Для этого зубья меньшего колеса покрывают краской и колеса приводят во вращение поочередно в одну и другую сторону, чтобы пятна краски равномерно покрыли среднюю часть боковой поверхности зубьев. После этого по отпечаткам на сопряженном зубчатом колесе судят о качестве сборки, сравнивая полученные отпечатки с установленными нормами. Покрытая пятнами площадь зависит от степени точности колеса: для передач 7-й степени точности — не менее 0,75 длины и 0,6 высоты зуба; 8-й степени — соответственно 0,6 и 0,4; 9-й степени — 0,5 и 0,3 и в передачах 10-й степени точности — 0,4 и 0,2. Зубья 7-й и 8-й степеней точности доводят до требуемой степени прилегания боковых поверхностей приработкой и обкаткой, 9-й и 10-й степеней точности — шабрением. 15 Технологический процесс сборки и регулировки конических колес имеет такую последовательность: 1. Производится монтаж колес в корпусе редуктора и окраска зубьев ведущего колеса. 2. Осевым перемещением колес определяется нейтральное положение, т.е. совпадение вершин производственных конусов. 3. Замеряется зазор в зубьях. 4. По разнице между замеренным и заданным зазором определяется толщина регулировочной прокладки. 5. Производится окончательная регулировка с установленной прокладкой. 6. Производится контроль зазора и пятна контакта. При выполнении требований контактирования и величин бокового зазора регулировочные прокладки клеймятся, и производится окончательная сборка редуктора. Однако нужно учитывать, что при эксплуатации в силовых цепях редуктора пятно контакта при приработке смещается к толстому концу зуба, поэтому при сборке и регулировке оно должно располагаться на 0,2... 0,3 от длины зуба к тонкому его концу. Окончательно собранный редуктор подвергается контролю на плавность вращения, величину свободного хода и кинематическую точность при приложении определенной нагрузки. Это позволяет выявить возможные дефекты при сборке. В каждом редукторе проверяют величину мертвого хода как в силовой, так и в измерительной цепях. Методика проверки следующая: входное звено 1, т.е. шестерня, с которой находится в зацеплении вал исполнительного двигателя, стопорится, а к выходному валу 2 прикладывают нагрузочный момент, равный 10... 20% от номинального рабочего (рис. 3.14). Направление действия момента при крайних положениях выходного вала меняется на противоположное. В крайних положениях с помощью измерительного устройства определяется угол поворота или линейное перемещение выходного вала. Количество контролируемых точек зависит от требуемой точности измерения и составляет не менее шести за один оборот выходного звена. Так как величины зазоров в редукторах установок малы, для их измерения применяются высокоточные измерительные средства; наиболее часто применяется автокалимационный метод. Одним из параметров, который оговаривается техническими условиями на изготовление редукторов, является кинематическая точность цепи 16 измерителей рассогласования или постоянство передаточного отношения в цепи ВВ-ТС. При определении углов поворота ВВ и вала ТС (рис. 3.15) применяют многогранную призму 3, автоколлиматор 4 и инструментальный угломерный диск 5 совместно с микроскопом, имеющим спиральный нониус 6. Определение кинематической погрешности цепи ВВ-ТС производится в такой последовательности: с помощью макета двигателя 1, после выбора мертвого хода, поворачивается входной вал 2 на строго определенный угол, соответствующий углу между гранями призмы, и по спиральному нониусу микроскопа определяют угол поворота выходного вала. Вращая входной вал в противоположную сторону, весь цикл измерений повторяют во обратном направлении. Рисунок 3.14 - Прикладывание нагрузки Рисунок 3.15 - Определение углов поворота Разность координат входного и выходного валов на каждом цикле измерения определяет кинематическую погрешность зубчатого зацепления. Одной из характеристик редуктора является КПД. КПД редуктора определяется из выражения  Мн i р Mвв. где ір - передаточное отношение редуктора; Мн - нагрузочный момент; Мвв - момент на входном валу. На практике КПД редуктора определяется на специальных стендах. Существует достаточно много схем испытательных стендов, отличающихся в основном способами нагружения и измерения нагрузок. Наиболее точные значения Мн и Мвх. получают на стендах, имеющих схему баланс-динамо (рис. 3.16). Измерением угла закрутки торсионного вала также можно 17 получить точные значения М н и Mвх. По схеме баланс-динамо момент сил реакции уравновешивается действием нагрузочного момента, равного М  GR sin  , где R – расстояние от оси до центра тяжести груза; φ- угол поворота тормозного узла. Рисунок 3.16 - Схема баланс-динамо В зависимости от величины замеряемого момента и конструктивных особенностей редукторов значения R и G для каждого стенда являются постоянными. Вследствие этого величина нагрузочного момента, действующего на вал баланс-динамо, является функцией угла поворота тормозного узла. Угол поворота отсчитывается по лимбу, закрепленному на неподвижной части стенда и стрелке закреплённой на подвижной части стенда. Лимб стенда может быть размечен непосредственно в единицах момента сил. На точность отсчета моментов большое влияние оказывает способ торможения выходного вала. Наиболее простыми по конструкции являются фрикционные, или ленточные тормоза. Однако коэффициент трения таких тормозов зависит от большого количества факторов: температуры, влажности, попадания в зону трения масла и т.д. Наиболее стабильные характеристики дает применение генератора 4 в качестве тормоза, что позволяет изменять нагрузку, обеспечивает простоту тарировки стенда, снижает до минимума ошибки измерений, и позволяет дополнительно дублировать измерения момента по внешней характеристике генератора. Для нормальной работы генератора с требуемым числом оборотов ротора предусматривается установка ускорителя (мультипликатора) 3 между выходным валом редуктора 2 и валом генератора (см. рис. 3.16). Такая конструкция тормоза затрудняет создание универсального стенда и ограничивает его применение для определенного типа редукторов. 18 Редукторы установок испытывают совместно с исполнительным двигателем 1. Момент на входном валу редуктора определяют по внешней характеристике двигателя, а момент на выходном валу - по углу отклонения баланс - тормоза, что позволяет определить КПД двигателя и редуктора. Определение внешних характеристик двигателя производится расчетным путем по значениям тока и напряжения измеренных в цепях питания. ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ: 1. На основании требований, предъявляемых к силовому приводу установок АрВ обоснуйте выбор того или иного провода. 2. С помощью таблицы сделайте сравнительный анализ гидравлического и электрического приводов по следующим парареметрам: достоинства; недостатки; оосбенности, сложность изготовления, стоимость, основные определяющие требования при выборе привода. 3. Перечислите особенности тенологии изготовления редуктора установок. 4. От чего зависит величина мертвого хода? 5. Укажите основные материалы и способы получения заготовок при изготовлении корпуса редуктора. Обоснуйте. 6. В чем состоят технологические особенности сборки и регулировки редуктора? 7. Как осуществляется контроль сборки редуктора? 8. Опишите процесс определения КПД редуктора в производственных условиях. 9. На основании информации, представленной на рисунке (см. след. страницу), опишите причины смещения пятна контакта. 19 20